WO2024049122A1 - 마찰식 배관 구동 장치 - Google Patents

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WO2024049122A1
WO2024049122A1 PCT/KR2023/012665 KR2023012665W WO2024049122A1 WO 2024049122 A1 WO2024049122 A1 WO 2024049122A1 KR 2023012665 W KR2023012665 W KR 2023012665W WO 2024049122 A1 WO2024049122 A1 WO 2024049122A1
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friction
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drive
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박수웅
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박수웅
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Definitions

  • the present invention relates to a friction-type pipe driving device, and more specifically, to a friction-type pipe driving device capable of precise pipe rotation.
  • Pipes play a role in transporting fluids and are one of the important parts applied to various industries, and are used in various sizes and shapes.
  • the pipes described above undergo processing such as cutting, welding, painting, and coating for field application.
  • a press-type pipe cutting device may include a control unit that controls the clamper and the first and second cutting means.
  • a small-diameter pipe cutting device includes an air cylinder that obtains the force necessary for transport and a regulator that controls the air pressure and operation of the air cylinder.
  • various devices for processing other pipes have also been proposed.
  • the above processing method necessarily requires a pipe driving device to rotate the pipe, and a typical pipe driving device is mainly used to rotate the pipe with the end gripped, such as a chuck.
  • the above method has the advantage of accurately rotating the pipe, but in the case of large pipes, it cannot be applied due to the limitations of the chuck, so a friction drive method that drives the outer surface of the pipe by friction is applied.
  • the friction drive method is convenient for seating and discharging pipes and has the advantage of being able to proceed with work without interference in the longitudinal direction.
  • the pipes are slowly transferred in the longitudinal direction and placed in a different position from the initial position, so that the appropriate
  • the longitudinal position must be corrected again after some time.
  • the present invention was developed to overcome the above-described shortcomings of the prior art, and its purpose is to provide a friction-type pipe driving device that does not require additional position correction because the longitudinal transfer is minimal even when the pipe is rotated for a long time.
  • the present invention provides a friction type pipe driving device that rotates pipes by friction for pipe processing, comprising: a base supporting the structure of the entire device; A drive source including a rotation shaft mounted on the base and rotated by a separately supplied power source; A plurality of drive shafts coupled to the base via bearings, arranged in parallel, on which processing pipes are seated and in contact with each other; and a transmission unit that transfers the power of the drive source to the plurality of drive shafts, wherein the drive shaft includes a plurality of outer surface grooves formed at regular intervals at a portion where the pipe contacts.
  • the transmission unit is coupled to each of a rotation gear coupled to the rotation shaft and the drive shaft, and is characterized in that it includes a drive gear meshing with the rotation gear, respectively.
  • the drive shaft includes a contact portion in contact with the outer surface of the pipe on which it is seated, and connection portions formed at both ends of the contact portion.
  • the outer groove and the outer surface between the outer groove and the outer groove are formed at the contact portion.
  • the number of external grooves is 20 or more.
  • the width of the outer groove is 2 mm to 50 mm.
  • the width of the outer surface is 2 mm to 50 mm.
  • the depth of the outer surface groove is 0.5 mm to 5 mm.
  • the inclination angle of the outer groove is 45 to 90 degrees.
  • the friction pipe driving device includes a base, a plurality of drive shafts rotationally coupled to the base, a drive source coupled to the base and rotated by an external power source, and a transmission unit that transmits rotation of the drive source to the drive shaft,
  • the drive shafts outer surface grooves are formed at regular intervals on the contact portion that contacts the pipe and rotates the pipe, which has the effect of suppressing the axial movement of the pipe as much as possible during continuous pipe rotation.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a friction-type piping driving device according to the present invention.
  • FIG 2 is another embodiment of the drive shaft shown in Figure 1
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the transmission unit shown in Figure 1;
  • Figure 4 is a configuration diagram of the drive shaft shown in Figure 1;
  • Figure 5 is a cross-sectional configuration diagram of Figure 4.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term.
  • a component is described as being “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, that component can be connected or connected directly to that other component, but there is no need for another component between each component. It should be understood that may be “connected,” “combined,” or “connected.”
  • the friction-type pipe driving device 100 is rotatably coupled to the base 10, which serves as the structure of the entire device, and to one surface of the base 10.
  • It is configured to include a transmission unit 30 that transmits to the drive shaft 40.
  • the base 10 serves as a structure that supports the entire device and connects the correct members, and is configured to have appropriate strength.
  • the base 10 can be configured in the form of a water tank capable of holding water.
  • the base 10 may be configured to additionally include a structure for combining members performing special functions.
  • the drive shaft 40 is rotatably coupled to the base 10 via a bearing or the like.
  • the drive shaft 40 is composed of a plurality, preferably two can be arranged in parallel, and the processing pipe 1 is mounted on the top of the drive shaft 40.
  • a plurality of drive shafts 40 may be connected in series in the longitudinal direction for processing the long pipe 1, if necessary.
  • each unit drive shaft 40 is rotationally coupled to the base 10 or a structure extending from the base 10 via bearings.
  • the drive source 20 generates rotation through an external power source, includes a motor and a transmission coupled to the motor shaft of the motor, and includes a rotation shaft 21 that rotates at a changed speed through the transmission.
  • the drive source 20 is attached to one surface of the base 10, and whether or not it is driven is controlled through a separate control module operated by an operator.
  • the rotation direction and rotation speed of the drive source 20 can be adjusted through the control module.
  • rotation shaft 21 of the drive source 20 and the plurality of drive shafts 40 are meshed with each other by the transmission unit 30, so that the rotation force of the rotation shaft 21 formed by the motor is applied to each drive shaft ( 40).
  • the transmission unit 30 includes a rotation gear 31 coupled to the rotation shaft 21 and a drive gear 32 coupled to each drive shaft 40.
  • the rotation gear 31 is one
  • the drive gear 32 is formed as many as the number of drive shafts 40, and when there are two drive shafts 40, two are meshed with the rotation gear 31. .
  • the pipe 1 is seated on the upper end of the drive shaft 40 and makes frictional contact with the drive shaft 40 and rotates in the opposite direction to the drive shaft 40.
  • the drive shaft 40 has a cylindrical contact portion 41 formed at the center and in direct contact with the pipe 1, and a connection portion 42 formed at both ends of the contact portion 41. ) and a plurality of external grooves 43 continuously formed on the surface of the contact portion 41.
  • connection portion 41 performs a function of rotationally supporting the drive shaft 40 and is coupled to the base 10 via a bearing, and when a plurality of drive shafts 40 are arranged in the longitudinal direction, adjacent drive shafts Coupling for the connection of (40) plays a binding role.
  • the length of the connecting portion 41 is set to an appropriate size for coupling with the base 10 and connecting the power source, but it is desirable to make it as short as possible.
  • connection portion 41 may be configured in a single cylindrical shape, but if necessary, it may be configured in two stages as shown in FIG. 4, but the number is not limited.
  • the contact portion 41 has a larger diameter than the connecting portion 41 and is based on a cylindrical shape with the same diameter in the longitudinal direction.
  • the contact portion 41 directly contacts the pipe 1 for rotation and rotates it using friction force.
  • the contact portion 41 has a plurality of outer surfaces 44 in direct contact with the pipe 1 and a plurality of outer surface grooves that separate the outer surfaces 44 without contacting the pipe 1. 43).
  • the outer surface grooves 43 are formed in succession to have the same size and shape and separate the outer surface 44 by the same width.
  • the outer surface groove 43 has an upper width indicating the distance between the outer surface 44 and the outer surface 44, a depth indicating the height, an inclination angle formed on both sides of the depth, a bottom width indicating the width of the bottom, and an inclination angle is formed. It is composed of a slope width indicating the width of the part.
  • the friction type pipe driving device 100 separates the outer surface 44 in contact with the pipe 1 into a certain size, and the individual outer surfaces 44 separately contact the pipe 1 to generate surface pressure.
  • the friction force generated in the longitudinal direction is discontinuous, a plurality of friction forces are generated discontinuously and most of them stochastically cancel each other out, resulting in maximally limiting the axial transport of the pipe (1) generated by continuous rotation. Provides effect.
  • the friction type according to the present invention is defined as d.
  • the number of the outer surfaces 44 and the outer grooves 43 is desirable to set to 20 or more.
  • the maximum number is not limited, but the number should be maximized in proportion to the total length of the contact portion 41. It is desirable to set it.
  • the width a of the outer surface 44 serves to transmit rotational force by directly contacting the pipe 1, and is preferably set to at least 2 mm and 50 mm or less.
  • a is less than 2 mm, the contact area with the pipe 1 is small, which has the disadvantage of transmitting rotational force. If it exceeds 50 mm, the number of outer surfaces 44 that can be formed on one drive shaft 40 is limited, making it unsuitable. do.
  • the width b of the outer surface groove 43 serves to divide the outer surface 44, and is preferably set to 2 mm or more and 50 mm or less.
  • the depth of the outer surface groove 43, d serves to separate the outer surface 44 and allows chips and by-products of the workpiece generated during processing to be discharged to the lower part through the outer surface groove 43, It is desirable to set it to 0.5mm or more and 5mm or less.
  • the d value is less than 0.5 mm, there is a risk that the outer surface groove 43 and the pipe 1 come into contact, and it is also inappropriate because it is difficult to discharge processing by-products. If it exceeds 5 mm, there is a disadvantage in manufacturing due to excessive processing. .
  • the inclination angle e is intended to limit the area size of the outer surface groove 43 and facilitate mechanical processing, and is preferably set to 45 degrees or more and 90 degrees or less.
  • the inclination angle e is less than 45 degrees, the total area of the outer surface groove 43 is reduced and machining is difficult, making it unsuitable. If it exceeds 90 degrees, machining is difficult and is unsuitable.
  • a friction-type piping drive device was implemented by arranging two drive axle sets, each with a diameter of 165 mm and a length of 2,000 mm, connected in series, inside the water tank in parallel.
  • a pipe made of stainless steel with a diameter of 406.4 mm, a thickness of 4.7 mm, and a length of 2,430 mm was seated on the friction pipe driving device of the above example and tested for continuous operation for 2 hours at 2 rotations per minute.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

본 발명은 오랜 시간 배관을 회전구동하더라도 길이 방향 이송이 미미하여 추가적인 위치 보정이 필요 없는 마찰식 배관 구동 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배관 가공을 위하여 배관을 마찰력으로 회전시키는 마찰식 배관 구동 장치에 있어서, 전체 장치의 구조를 지지하는 베이스; 상기 베이스에 장착되어 별도로 공급되는 전원에 의하여 회전하는 회전축을 포함하는 구동원; 상기 베이스에 베어링을 매개로 결합하며, 병렬로 배치되고 가공용 배관이 안착되어 서로 접촉되는 복수의 구동축; 및 상기 구동원의 동력을 상기 복수의 구동축으로 전단하는 전송부를 포함하되, 상기 구동축은 상기 배관이 접촉하는 부분에 일정한 간격으로 복수개 형성되는 외면홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

마찰식 배관 구동 장치
본 발명은 마찰식 배관 구동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정교한 배관 회전이 가능한 마찰식 배관 구동 장치에 관한 것이다.
배관(파이프)은 유체를 이송시키는 역할을 하는 것으로, 다양한 산업에 적용되는 중요 부품 중 하나이며, 다양한 크기와 다양한 형상으로 사용되고 있다.
상기와 같은 배관은 현장 적용을 위하여 절단, 용접, 도색 및 코팅 등과 같은 가공이 수행된다.
특히 배관의 절단의 경우 다양한 방식이 제안되었으며, 예를 들어 공개특허 제2005-0111802호에 개시된 베이스 프레임과; 배관을 파지하도록 상기 베이스 프레임에 제공된 클램퍼와; 상기 배관의 절단 위치에 대응되는 부분을 일부 개통시키도록 상기 베이스 프레임에 취부된 제 1 절단수단과; 상기 배관의 개통된 부분을 통해 상기 배관을 절단하도록 상기 베이스 프레임의 상측부에 제공된 제 2 절단수단과; 상기 클램퍼, 상기 제 1 및 제 2 절단수단을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 프레스 타입의 배관 절단장치를 들 수 있다.
또한, 공개특허 제2001-0058286호의 베이스와, 상기 베이스에 설치되며 배관의 원주방향 어디에도 착탈이 가능한 2개의 고정용 체인과, 절단수단인 띠톱을 조작하며 장치의 설치위치에 따라 공기압력을 조절하여 이송에 필요한 힘을 얻는 에어 실린더와, 상기 에어 실린더의 공기압 및 동작을 제어하는 레귤레이터를 포함하는 소구경 배관 절단장치를 들 수 있으며, 추가적으로 배관 다른 가공을 위한 다양 장치들 역시 제안되었다.
한편, 일정한 크기 이상의 대형 배관의 경우에는 배관 자체의 무게로 인력으로 배관의 회전이 어려워, 작업성 향상을 위한 배관을 회전시키면서 가공이 적용된다. 상기와 같이 배관을 회전시키는 경우 작업용 공구를 특정 위치에서 길이 방향으로 이송하는 것만으로 전체 작업이 완료되므로, 효율적인 가공을 수행할 수 있는 장점이 있어 다양하게 적용되고 있다.
상기와 같은 가공 방식에는 반드시 배관의 회전을 위한 배관 구동 장치가 필요하며, 통상의 배관 구동 장치는 척과 같이 배관을 끝단을 그리핑한 상태에서 회전시키는 방식을 주로 사용한다.
상기 방식은 정확하게 배관을 회전시킬 수 있는 장점이 있으나, 대형 배관의 경우에는 척의 한계로 적용되지 못하여, 배관 외면에 마찰 방식으로 구동하는 마찰 구동 방식이 적용되고 있다.
상기 마찰 구동 방식은 배관의 안착과 배출이 편리하고, 길이 방향으로 간섭없이 작업을 진행할 수 있는 장점이 있으나, 오랜 구동 시간 이후에 배관이 길이 방향으로 서서히 이송하여 초기 위치와 다른 위치에 배치되어 적절한 시간 이후에 다시 길이 방향 위치를 정정해야 하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 오랜 시간 배관을 회전구동하더라도 길이 방향 이송이 미미하여 추가적인 위치 보정이 필요 없는 마찰식 배관 구동 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배관 가공을 위하여 배관을 마찰력으로 회전시키는 마찰식 배관 구동 장치에 있어서, 전체 장치의 구조를 지지하는 베이스; 상기 베이스에 장착되어 별도로 공급되는 전원에 의하여 회전하는 회전축을 포함하는 구동원; 상기 베이스에 베어링을 매개로 결합하며, 병렬로 배치되고 가공용 배관이 안착되어 서로 접촉되는 복수의 구동축; 및 상기 구동원의 동력을 상기 복수의 구동축으로 전단하는 전송부를 포함하되, 상기 구동축은 상기 배관이 접촉하는 부분에 일정한 간격으로 복수개 형성되는 외면홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 전송부는 상기 회전축에 결합하는 회전기어와 상기 구동축 각각에 결합하며, 상기 회전기어와 각각 치합하는 구동기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 구동축은 안착되는 배관의 외면과 접촉하는 접촉부와 상기 접촉부 양끝단에 형성되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 외면홈과, 상기 외면홈과 외면홈 사이의 외면은 상기 접촉부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 외면홈은 20개 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 외면홈의 폭은 2mm 내지 50mm인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 외면의 폭은 2mm 내지 50mm인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 외면홈을 깊이는 0.5mm 내지 5mm인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 외면홈의 경사각은 45도 내지 90도인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마찰식 배관 구동 장치는 베이스, 상기 베이스에 회전결합하는 복수의 구동축, 상기 베이스에 결합하여 외부 전원에 의하여 회전하는 구동원 및 상기 구동원의 회전을 상기 구동축에 전달하는 전송부를 포함하고, 상기 구동축 중 배관과 접촉하여 배관을 회전시키는 접촉부에 일정한 간격으로 외면홈이 형성되어 있어 연속적인 배관 회전 시에 배관의 축방향 이송을 최대한으로 억제하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마찰식 배관 구동 장치의 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 구동축의 다른 실시예이며,
도 3은 도 1에 도시된 전송부의 구성도이며,
도 4는 도 1에 도시된 구동축의 구성도이며,
도 5는 도 4의 단면도 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 마찰식 배관 구동 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전체 장치의 구조물 역할을 하는 베이스(10)와 상기 베이스(10), 상기 베이스(10) 일면에 회전 가능하게 결합하는 복수의 구동축(40), 상기 베이스(10)에 고정되어 외부 전원에 의하여 회전하는 구동원(20) 및 상기 구동원(20)과 상기 복수의 회전축(40)과 치합되어 상기 구동원(20)의 회전을 상기 구동축(40)으로 전달하는 전송부(30)를 포함하여 구성된다.
상기 베이스(10)는 전체 장치를 지지하고 바른 부재들이 결합하는 구조물 역할을 하는 것으로, 적절한 강도를 가지도록 구성한다.
또한 그 형상은 용도에 따라 달리 구성할 수 있다. 예를 들어 플라즈마 절단 장치의 경우에는 배관(1)이 물속에 잠겨진 상태에서 작업하는 것이 일반적이므로, 상기 베이스(10)는 물을 담을 수 있는 수조 형태로 구성할 수 있다.
기타 용접, 도색 및 코팅 등의 작업에서는 프레임 형태의 베이스(10)로 구성하여 적절한 강도로 구현되도록 할 수 있다.
물론 상기 베이스(10) 특별한 기능을 수행하는 부재들의 결합을 위한 구조물 등을 추가로 포함하여 구성될 수 있다.
상기 구동축(40)은 상기 베이스(10)에 베어링 등을 매개로 회전 가능하게 결합한다.
또한 상기 구동축(40)은 복수개로 구성되며, 바람직하게는 2개가 병렬로 배치될 수 있으며, 상기 구동축(40) 상단에 가공용 배관(1)이 안착된다.
또한 상기 구동축(40)은 도 2에 도시된 바와 같이, 필요한 경우 긴 배관(1)의 가공을 위하여 길이 방향으로도 직렬로 복수개 연결될 수 있다.
물론 상기 구동축(40)이 길이 방향으로 복수개 연결되는 경우, 구동축(40)과 구동축(40) 사이에는 상단에 배치되는 배관(1)과 간섭이 발생하지 않는 방식으로 커플링 등으로 축결합하며, 각각의 단위 구동축(40) 양끝단은 상기 베이스(10) 또는 상기 베이스(10)에서 연장되는 구조물과 베어링 등을 매개로 회전결합하는 형태로 구현되는 것이 구조적인 측면에서 바람직하다.
한편, 상기 구동원(20)은 외부전원을 통하여 회전을 발생시키는 것으로, 모터와 모터의 모터축에 결합하는 변속기를 포함하며, 상기 변속기를 통하여 변속된 속도로 회전하는 회전축(21)을 포함한다.
또한, 상기 구동원(20)은 상기 베이스(10)의 일면에 부착되는 것으로, 작업자가 조작하는 별도의 제어모듈을 통하여 구동여부가 제어된다.
필요한 경우 상기 제어모듈을 통하여 상기 구동원(20)의 회전 방향과 회전 속도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 구동원(20)의 상기 회전축(21)과 상기 복수의 구동축(40)은 전송부(30)에 의하여 서로 치합되어, 상기 모터에서 의하여 형성되는 상기 회전축(21)의 회전력이 각각 구동축(40)으로 전달된다.
상기 전송부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(21)에 결합하는 회전기어(31)와 상기 각각의 구동축(40)에 결합하는 구동기어(32)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 회전기어(31)는 하나이며, 상기 구동기어(32)는 구동축(40)의 수만큼 형성되고, 상기 구동축(40)이 2개인 경우, 2개로 상기 회전기어(31)에 각각 치합된다.
따라서 상기 회전기어(31)가 회전하면, 상기 2개의 구동기어(32)는 상기 회전기어(31)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하나, 상기 2개의 구동기어(32)의 회전 방향은 서로 동일하다.
또한 상기 구동축(40)의 상단에는 배관(1)이 안착되어 상기 구동축(40)과 마찰 방식으로 접촉하여 구동축(40)과 반대 방향으로 회전한다.
한편, 상기 구동축(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 중심에 형성되어 배관(1)과 직접 접촉하는 원통형의 접촉부(41)와 상기 접촉부(41)의 양끝단에 각각 형성되는 연결부(42)와 상기 접촉부(41) 표면에 연속적으로 복수개 형성되는 외면홈(43)을 포함하여 구성된다.
상기 연결부(41)는 상기 구동축(40)을 회전 지지하기 위한 기능을 수행하는 것으로 상기 베이스(10)에 베이링을 매개로 결합하고, 길이 방향으로 복수개 구동축(40)이 배치되는 경우 이웃하는 구동축(40)의 연결을 위한 커플링 등이 결합하는 역할을 한다.
상기 연결부(41)의 길이는 베이스(10)와 결합과 동력원의 연결 위한 적절한 크기로 설정하나, 가능한 한 짧게 형성하는 것이 바람직하다.
또한 상기 연결부(41)는 단일 원통형태로 구성될 수 있으나, 필요한 경우에는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 2개의 단으로 구성될 수 있으나, 그 수는 제한되지는 않는다.
상기 접촉부(41)는 상기 연결부(41)보다 큰 직경으로 구성되며, 길이 방향으로 동일한 직경을 갖는 원통형을 기본으로 한다.
또한 상기 접촉부(41)는 회전을 위한 배관(1)과 직접 접촉하여 마찰력으로 회전시키는 역할을 수행한다.
상기 접촉부(41)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 배관(1)과 직접 접촉하는 복수의 외면(44)과 배관(1)과 접촉하지 않고 상기 외면(44)들을 분리시키는 복수의 외면홈(43)을 포함하여 구성된다.
상기 외면홈(43)은 동일한 크기 및 형상을 가지면서 연속하여 복수개 형성되어 상기 외면(44)의 동일한 폭으로 분리시킨다.
또한 상기 외면홈(43)은 외면(44)과 외면(44) 사이의 거리를 나타내는 상단폭, 높이를 나타내는 깊이, 상기 깊이 양측면에 형성되는 경사각, 하단의 폭을 나타내는 하단폭 그리고 경사각이 형성되는 부분의 폭을 나타내는 경사폭을 포함하여 구성된다.
특히 본 발명에 따른 마찰식 배관 구동 장치(100)는 배관(1)과 접촉하는 외면(44)을 일정한 크기로 분리하여 개별 외면(44)이 각각 별도로 상기 배관(1)과 접촉하여 발생되는 면압을 불연속적으로 형성되도록 구성하여 길이 방향으로 발생하는 마찰력 역시 복수개가 불연속적으로 발생하여 서로 확률적으로 대부분 상쇄되어, 결과적으로 지속적인 회전에 의하여 발생하는 배관(1)의 축방향 이송을 최대한 제한하는 효과를 제공한다.
이때 상기 외면(44)의 폭을 a, 외면홈(43)의 폭을 b, 외면홈(43)의 깊이를 d 그리고 외면홈(43)의 경사각을 e로 정의 하면, 본 발명에 따른 마찰식 배관 구동 장치(100)의 상기 외면(44)과 상기 외면홈(43)의 크기와 관계는 다음과 같이 설정하는 경우 상기 구동축(40)의 지속적인 회전에 따라 발생하는 길이 방향의 배관(1)의 이송을 억제한다.
먼저 상기 외면(44)의 수와 상기 외면홈(43)의 수는 20개 이상 설정하는 것이 바람직하며, 최대 수는 제한되지 않으나, 상기 접촉부(41)의 전체 길이와 비례하여 그 수를 최대한으로 설정한느 것이 바람직하다.
상기 외면(44)과 상기 외면홈(43)의 수가 20개 미만인 경우에는 분리된 면압들에서 불균일 특성이 발생하는 경우, 특정 방향의 불균일 특성이 반대 방향보다 상대적으로 크게 발생하여 배관(1)이 해당 축방향으로 이동될 가능성이 높아 부적절하다.
한편, 상기 외면(44)의 폭 a는 배관(1)과 직접 접촉하여 회전력을 전달하는 역할을 하는 것으로, 적어도 2mm이상 50mm이하로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 a가 2mm미만인 경우에는 배관(1)과 접촉면적이 적어 회전력 전달이 불리한 단점이 있으며, 50mm를 초과하는 경우에는 하나의 구동축(40)에서 형성될 수 있는 외면(44)의 수가 제한되어 부적절하다.
그리고 상기 외면홈(43)의 폭 b는 상기 외면(44)을 분할하는 역할을 하는 것으로, 2mm이상 50mm이하로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 b가 2mm미만인 경우에는 기계적인 가공이 어려워 부적절하고, 50mm를 초과하는 경우 하나의 구동축(40)에서 형성될 수 있는 외면홈(43)의 수가 제한되어 부적절하다.
그리고 외면홈(43) 깊이는 d는 상기 외면(44)을 분리하기 위한 역할과 가공중 발생하는 가공물의 칩과 부산물이 상기 외면홈(43)을 통하여 하부로 배출될 수 있는 기능을 하는 것으로, 0.5mm이상 5mm이하로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 d값이 0.5mm미만인 경우에는 외면홈(43)과 배관(1)이 접촉될 우려가 있고, 또한 가공 부산물의 배출이 어려워 부적절하고, 5mm를 초과하는 경우 과도한 가공으로 제작이 불리한 단점이 있다.
한편, 상기 경사각 e는 외면홈(43)의 면적 크기를 제한하고, 기계적인 가공을 용이하게 하기 위한 것으로, 45도이상 90도 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 경사각 e가 45도 미만인 경우에는 외면홈(43)의 전체 면적이 줄고 또한 기계 가공이 어려워 부적절하고, 90도를 초과하는 경우 일반적인 방식으로 가공이 어려워 부적절하다.
한편, 본 발명을 다음의 실시예를 통하여 더욱 자세히 설명한다.
실시예
직경 165mm 길이 2,000mm의 구동축 2개를 직렬 연결한 구동축셋 2개를 병렬로 수조 내부 배치하여 마찰식 배관 구동 장치를 구현하였다.
상기 구동축의 외면홈의 폭 a=20mm, 외며홈의 폭 b=20mm, 외면홈 경사각 e=45도 그리고 외면홈의 깊이 d=2mm로 설정하고, 전체 43개의 외면과 외면홈을 형성하였다.
시험예
상기 실시예의 마찰식 배관 구동 장치에 직경 406.4mm, 두께 4.7mm, 길이 2,430mm이면서 스테인리스 스틸 재질의 배관을 안착하여 1분당 2회전으로 2시간 연속 가동 시험하였다.
상기 시험에서 적어도 상기 배관은 43개 이상의 외면에 접촉되어 회전하였으며, 가동 시험 결과 배관은 3mm정도 축 방향 이송이 발생한 것을 확인하였다.
상기 시험결과 본원 발명의 구동축(40)은 마찰 방식으로 배관(1)을 회전시키더라도, 일반적인 배관(1)의 가공에서 회전수를 고려하는 경우, 배관(1)의 축방향 이송량은 극히 미미한 점을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 마찰식 배관 구동 장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 배관 가공을 위하여 배관을 마찰력으로 회전시키는 마찰식 배관 구동 장치에 있어서,
    전체 장치의 구조를 지지하는 베이스;
    상기 베이스에 장착되어 별도로 공급되는 전원에 의하여 회전하는 회전축을 포함하는 구동원;
    상기 베이스에 베어링을 매개로 결합하며, 병렬로 배치되고 가공용 배관이 안착되어 서로 접촉되는 복수의 구동축; 및
    상기 구동원의 동력을 상기 복수의 구동축으로 전단하는 전송부를 포함하되,
    상기 구동축은 상기 배관이 접촉하는 부분에 일정한 간격으로 복수개 형성되는 외면홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰식 배관 구동 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 전송부는 상기 회전축에 결합하는 회전기어와 상기 구동축 각각에 결합하며, 상기 회전기어와 각각 치합하는 구동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰식 배관 구동 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 구동축은 안착되는 배관의 외면과 접촉하는 접촉부와 상기 접촉부 양끝단에 형성되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰식 배관 구동 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 외면홈과, 상기 외면홈과 외면홈 사이의 외면은 상기 접촉부에 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰식 배관 구동 장치.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 외면홈은 20개 이상인 것을 특징으로 하는 마찰식 배관 구동 장치.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 외면홈의 폭은 2mm 내지 50mm인 것을 특징으로 하는 마찰식 배관 구동 장치.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 외면의 폭은 2mm 내지 50mm인 것을 특징으로 하는 마찰식 배관 구동 장치.
  8. 청구항 3에 있어서, 상기 외면홈을 깊이는 0.5mm 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 마찰식 배관 구동 장치.
  9. 청구항 3에 있어서, 상기 외면홈의 경사각은 45도 내지 90도인 것을 특징으로 하는 마찰식 배관 구동 장치.
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